隨著(zhù)印染工業(yè)的發(fā)展，染料的數量及種類(lèi)快速增加，染料廢水已成為水污染的重點(diǎn)污染源之一。目前，印染廢水處理的方法有很多，包括吸附法、電化學(xué)法、生化法、混凝法、光催化氧化法、化學(xué)氧化法等，其中光催化氧化法作為一種高效、潔凈的處理方法被國內外學(xué)者廣泛關(guān)注。亞甲基藍是印染廢水中典型的有機污染物之一，對其進(jìn)行降解和脫色是印染污水治理的重要手段之一。

　　本文采用光催化氧化法，以自制的新型光催化反應器降解亞甲基藍模擬廢水，研究交變磁場(chǎng)的頻率、通過(guò)線(xiàn)圈電流大小以及時(shí)間等因素對其催化效果的影響。

　　一、實(shí)驗部分

　　1.1 儀器和試劑

　　H2050R-1離心機(湖南相儀實(shí)驗室儀器開(kāi)發(fā)有限公司)；分析天平(上海精科天平)；0.2OP-551空氣壓縮機；CD-BDDSSignalGenerator信號發(fā)生器；TU-1901雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(北京普析通用儀器有限責任公司)。

　　德國P25納米TiO(2北京安特普納有限公司)；亞甲基藍(AR，國藥集團化學(xué)試劑有限公司)；NaOH，AR(上海蘇懿化學(xué)試劑有限公司)。

　　1.2 實(shí)驗方法

　　使用自制的光催化反應器，取亞甲基藍溶液125mL，加入定量的二氧化鈦和過(guò)氧化氫，控制反應體系溫度30℃，外加交變磁場(chǎng)，反應到一定時(shí)間后取樣，放入高速離心機中，以14000r/min離心8min，取上層清液過(guò)濾，測定亞甲基藍的吸光度，計算其降解率。

　　用紫外-可見(jiàn)分光光度法測定亞甲基藍含量，在其特征波長(cháng)664nm處，測其吸光度值A。亞甲基藍的降解率按照下式進(jìn)行計算：

　　二、結果與討論

　　2.1 外加交變磁場(chǎng)的頻率大小對光催化降解的影響

　　取125mL亞甲基藍溶液，初始濃度為10mg/L，pH為9，加入25μL過(guò)氧化氫、0.20gTiO2，交變磁場(chǎng)頻率分別為0kHz、4kHz、8kHz、10kHz、12kHz、14kHz、16kHz、20kHz，通入線(xiàn)圈電流為1A，反應1h后取樣，離心過(guò)濾，測吸光度，計算降解率，實(shí)驗結果如圖1所示。

　　實(shí)驗證明，外加交變磁場(chǎng)的頻率對TiO2光催化降解亞甲基藍有一定的影響。隨著(zhù)交變磁場(chǎng)頻率的增大，亞甲基藍的降解率逐漸增大，到12kHz時(shí)達到最大值，然后隨著(zhù)交變磁場(chǎng)頻率的增大，降解率先減小然后趨于平穩。在光催化體系外加交變磁場(chǎng)降解亞甲基藍的光催化效果與不加交變磁場(chǎng)要好得多，且隨著(zhù)外加交變磁場(chǎng)頻率的增大，磁場(chǎng)強度也隨之增大，磁感應產(chǎn)生的紫外光也變強，磁場(chǎng)與紫外光的協(xié)同作用就更加明顯，亞甲基藍的降解率隨之增大。但是，降解率并非隨著(zhù)頻率的增大而無(wú)限制增大，而是有一個(gè)最佳值，然后降解率就幾乎不變，就是說(shuō)，交變磁場(chǎng)對光催化降解亞甲基藍的影響是有限度的。

　　2.2 通入線(xiàn)圈電流大小對光催化降解的影響

　　取125mL亞甲基藍溶液，初始濃度為10mg/L，pH為9，加入25L過(guò)氧化氫、0.20g的TiO2，交變磁場(chǎng)頻率為12kHz，改變線(xiàn)圈電流分別為0.4A、0.6A、0.8A、1.0A、1.2A、1.6A、2.0A，反應1h后取樣，離心過(guò)濾，測吸光度，計算降解率，實(shí)驗結果如圖2所示。

　　實(shí)驗證明，通入線(xiàn)圈的高頻交流電流大小對TiO2光催化降解亞甲基藍有一定的影響。隨著(zhù)通入線(xiàn)圈高頻交流電流的增大，線(xiàn)圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)的強度也在增大，提高了光催化反應的效率。當交變磁場(chǎng)的頻率為12kHz，通入線(xiàn)圈的高頻交流電流為2.0A時(shí)，亞甲基藍降解率可達96.85%。

　　2.3 反應時(shí)間對光催化降解亞甲基藍的降解率和COD的影響

　　取125mL亞甲基藍溶液，初始濃度為10mg/L，pH為9，加入25μL過(guò)氧化氫、0.20g的TiO2，交變磁場(chǎng)頻率為12kHz，通入線(xiàn)圈電流為2.0A，反應時(shí)間分別為0min、2min、5min、10min、15min、20min、40min、60min、90min、120min，離心過(guò)濾后，測吸光度和COD值，計算降解率和降解前后的COD值，實(shí)驗結果如圖3和圖4所示。

　　實(shí)驗證明，反應時(shí)間對TiO2光催化降解亞甲基藍有一定的影響。隨著(zhù)反應進(jìn)行，初始階段，亞甲基藍降解速率增大較大，反應5min時(shí)就達到89.11%，然后降解率隨反應時(shí)間增加而增大，但是增大的速率緩慢，當反應時(shí)間為120min時(shí)，降解率達到98.67%。

　　亞甲基藍溶液的初始COD值為25.68mg/L，隨著(zhù)反應進(jìn)行，COD先增大，達到峰值后逐漸降低，在反應120min時(shí)，溶液的COD值為10.81mg/L。本實(shí)驗中亞甲基藍COD值先增大后減小的變化很可能與中間產(chǎn)物有關(guān)，隨著(zhù)中間產(chǎn)物增多，溶液總的COD值就會(huì )變大，隨著(zhù)降解時(shí)間的逐漸增大，中間產(chǎn)物隨之被降解，因此溶液的COD值逐漸減小。

　　三、結論

　　研究表明，用光催化新方法降解亞甲基藍溶液取得了很好的效果，亞甲基藍溶液可以很快褪色，獲得最佳工藝條件為：交變磁場(chǎng)頻率為12kHz，通入線(xiàn)圈電流為2.0A，反應時(shí)間為120min，降解率達98.67%，COD值由25.68mg/L降為10.81mg/L，溶液顏色由藍色變?yōu)闊o(wú)色。(來(lái)源：徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物工程系)